下载文档原格式
plc病房紧急呼叫课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理，掌握其在病房紧急呼叫系统中的应用。
2. 学生能够描述病房紧急呼叫系统的组成、工作流程及其功能。
3. 学生掌握基本的PLC编程知识，能够分析并解决病房紧急呼叫系统中可能出现的问题。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并实现一个简单的病房紧急呼叫系统。
2. 学生能够通过PLC编程实现对紧急呼叫系统的控制，提高系统的稳定性和可靠性。
3. 学生能够通过小组合作，进行项目实践，提高团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习PLC病房紧急呼叫课程，培养对医疗设备的兴趣和认识，提高对医疗行业的尊重和热爱。
2. 学生在项目实践中，树立安全意识，注重细节，养成良好的工程伦理观念。
3. 学生通过小组合作，培养团队精神，学会相互尊重、支持和帮助，形成积极向上的学习氛围。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实践操作，培养学生的动手能力、创新能力和解决问题的能力。
学生特点：学生处于高年级阶段，具有一定的PLC基础知识和实践能力，具备独立思考和团队协作的能力。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过小组合作、项目实践等方式，将所学知识应用于实际问题的解决。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，提高学生的综合素质。
在教学过程中，明确课程目标，分解学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. PLC基本原理及病房紧急呼叫系统概述- PLC工作原理、结构及其在医疗设备中的应用- 病房紧急呼叫系统的组成、功能及工作流程2. PLC编程基础- 编程语言、指令系统及其应用- 编程软件的使用与操作3. 病房紧急呼叫系统设计与实现- 系统需求分析、硬件设计及选型- 软件设计、编程及调试4. 系统测试与优化- 测试方法、步骤及评价标准- 系统稳定性、可靠性优化策略5. 项目实践与团队协作- 小组分工、合作及项目管理- 病房紧急呼叫系统实际操作与问题解决教学内容安排与进度：1. 第1-2周：PLC基本原理及病房紧急呼叫系统概述2. 第3-4周：PLC编程基础3. 第5-6周：病房紧急呼叫系统设计与实现4. 第7-8周：系统测试与优化5. 第9-10周：项目实践与团队协作教材章节关联：1. 《PLC原理与应用》第1-3章，涵盖PLC基本原理、编程基础及应用实例2. 《医疗设备与器械》第4-5章，涉及病房紧急呼叫系统的设计与实现3. 《自动化设备调试与优化》第6-7章，包含系统测试、优化方法及实践技巧教学内容确保科学性和系统性，注重理论与实践相结合，使学生能够掌握PLC 病房紧急呼叫系统的相关知识，并具备实际操作能力。
病房呼叫系统的PLC设计目录一、概述 (2)1、可编程控制器简介 (2)2、可编程控制器的发展 (2)3、可编程序控制器的基本结构及工作原理 (2)二、课题背景 (3)1、课题背景 (3)2、研究的目的和意义 (3)三、已知情况、控制要求、设计任务 (4)1、已知情况 (4)2、控制要求 (4)3、设计任务 (4)四、总体设计思路 (5)五、程序设计与调试 (5)1、I/O分配 (5)2、实现功能图 (8)3、外部接线图 (8)4、梯形图 (12)5指令表 (14)6、运行及调试 (18)六、课程设计总结 (19)七、致谢 (20)八、参考文献 (20)摘要在现代医院的医疗程序管理当中，拥有先进及现代化的病床呼叫中心系统能够更好地去完善社会上各家医院的医疗服务体系，从而提升医院的名誉、地位。
在以往的医疗进程管理体系里，当发生紧急事故或者需要呼叫护士的服务时，病人可能会因为继电器机械腐蚀的原因而无法有效及时地向候命的护士发出求助信号，从而导致一些不可挽回的医疗事故。
在本次机电综合课程设计中，我对医疗建设中的病床呼叫系统进行了基于可编程控制器的改良系统设计。
众所周知，可编程序控制器，也就是PLC，具有响应速度快，控制简单，易于编程等优点。
利用这些优点，将PLC控制系统融入病床呼叫控制系统的设计，就能够大大提升护士处理病人需求、处理紧急病情的效率，同时减少医疗事故发生的几率。
由于每一张病床的控制流程都是相同的，所以在进行系统程序设计的时候，只需要设计出一个响应模式，其他的病床只要套用这个模式去编写程序了。
关键词：医疗病床呼叫可编程控制器一、概述1、可编程控制器简介可编程序控制器是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。
目录第1章控制工艺流程分析 (1)1.1病床呼叫系统控制过程描述 (1)1.2. 病床呼叫系统控制工艺分析 (1)第二章控制系统总体方案设计 (2)2.1 系统硬件组成 (2)2.4系统结线图设计 (3)第3章控制系统梯形图程序设计 (5)3.1 控制程序流程图设计 (5)3.2 控制程序时序图设计 (5)3.3 控制程序设计思路 (7)第4章监控系统设计 (8)4.1 PLC与上位监控软件通讯 (8)4.2 上位监控系统组态设计及实现效果 (9)第5章系统调试及结果分析 (10)5.1 系统调试及解决的问题 (10)5.2 结果分析 (10)第6章课程设计心得 (11)参考文献 (12)附录 (13)第1章控制工艺流程分析1.1病床呼叫系统控制过程描述患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。
临床救助呼叫是传送临床信息的重要手段，病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫的工具，要将患者的请求快速传送给值班医生或护士，并在护士站的监控中心留下准确完整的记录，是提高医院和病室护理水平的必备设备之一。
病床呼叫系统要求及时、准确、可靠，简便可行，利于推广，其性能的优劣直接关系到病员的安危，因此历来受到各大医院的普遍重视。
本实验应用可编程控制，以一种以PLC为核心的智能化病床呼叫系统。
该系统利用PLC特殊的I/O接口，是系统构成更加简单，充分展示了它的特色和应用前景。
该系统具有呼叫、灯光报警、振铃、先是排队、优先权设定等功能，可满足医院对病房管理和护理的要求。
1.2. 病床呼叫系统控制工艺分析1．共有3个病房，每间病房4个床位。
每一病床床头均有紧急呼叫按钮及重置按钮，以利病人不适时紧急呼叫。
2．设每一层楼有一护士站，每一护士站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕的重置按钮。
3．每一病床床头均有一紧急指示灯，一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在5s 内按下重置按钮时，该病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁，同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯。
基于PLC的病床呼叫系统的毕业设计设计这个系统的设计基于PLC（可编程逻辑控制器）技术，PLC是一种常用于自动化控制系统的设备。
它可以根据预先编写的程序来控制设备的运行，并监控和响应不同的输入信号。
病床呼叫系统由以下几个主要组件组成：1.按钮和指示灯：每张病床都配备一个按钮，病人可以按下按钮来呼叫护士或医生。
当按钮被按下时，指示灯会亮起，表示呼叫已发出。
2.PLC控制器：PLC控制器是系统的核心部分，它负责接收和处理来自按钮的输入信号。
一旦接收到呼叫信号，PLC控制器将发送信号给医院的呼叫中心或护士站。
3.呼叫中心/护士站：呼叫中心或护士站是接收并响应来自病床的呼叫的地方。
当接收到呼叫信号时，护士或医生可以快速采取行动，并前往相应的病床提供帮助。
4.响铃和语音提示器：当接收到来自病床的呼叫信号时，系统可以通过响铃或语音提示器向护士或医生发出声音警示，以确保他们可以及时回应。
设计这个系统的关键目标是快速准确地传递病人的呼叫信息，并确保护士或医生能够及时响应。
为了实现这个目标，我们还可以增加一些额外的功能，如：1.系统日志：记录每个呼叫事件的时间和具体细节，以便医院可以对病人的需求进行评估和分析。
2.呼叫队列：在繁忙的时间段，可能会有多个病人呼叫。
为了保证公平性和高效性，可以实现一个呼叫队列，按照呼叫的先后顺序给予响应。
3.无线通信：可以使用无线技术，如WiFi或无线电通信，使系统更加灵活无线通信，可以帮助护士或医生更方便地接收呼叫，并能快速找到病人的位置。
在设计过程中，我们需要考虑到系统的稳定性、安全性和易用性。
系统应具备高可靠性，确保在任何情况下都能正常运行。
同时，系统应保护病人的隐私和医院的数据安全。
最后，系统应简单易用，方便病人操作，减轻护士或医生负担。
总之，基于PLC的病床呼叫系统是一个非常值得设计的毕业项目。
通过合理的设计和实施，可以提高医院的服务质量和病人的生活质量。
同时，它还为毕业生提供了一个学习和应用自动化控制技术的机会，增加了他们的就业竞争力。
目录第1章设计任务与要求 (1)1.1 任务描述 (1)1.2 设计任务及要求 (1)1.3 采用plc控制的优点 (1)第2章可编程控制器(PLC)的特点 (2)2.1 硬件的可靠性 (2)2.2 配套齐全，功能完善，适用性强 (2)2.3 编程简单，使用方便 (2)2.4 易于安装，便于维护 (3)第3章基本方案分析 (4)3.1 Plc编程方法 (4)3.2 Plc工作原理 (4)3.3 病床呼叫器控制系统设计流程图 (4)第4章病床呼叫系统设计方案 (6)4.1 病床呼叫器示意图 (6)4.2 病床呼叫系统框图 (6)4.3 呼叫控制系统的I/O通道分配 (7)4.4 Plc的I/O接线图 (8)4.5 梯形图 (9)4.6 指令表 (11)4.7 程序调试 (13)结束语 (14)参考文献 (15)第1章设计任务与要求1.1 任务描述在很多医院的住院病房里，病房的每一张病床与护士站都需要随时进行联系，通过呼叫器可实现远距离呼叫，以便使病人在急需时向医护人员发出救助信号。
某住院病房有14个房间，每个房间有4张病床，每张病床配有一个呼叫按钮。
护士站安装蜂鸣器HA和呼叫指示灯，每个呼叫指示灯对应一个病床的呼叫按钮。
1.2 设计任务及要求1．当某个病床发出救助信号（按下呼叫按钮）后，护士站的蜂鸣器发出短促音，与呼叫信号对应的指示灯闪烁（闪烁频率自定）。
2．当医护人员听到呼叫后，可按下呼叫响应按钮SB0，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在20s后停止显示。
3．如果同时或者在一段时间内有多个呼叫信号，护士站的蜂鸣器仍发出短促音，与这些呼叫信号对应的那些指示灯均闪烁，医护人员按下呼叫响应按钮后，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在20s后停止显示。
4．尽可能少地占用PLC的外部资源。
1.3 采用plc控制的优点1. 在采用PLC控制，主要是用软件实现对其运行的自动控制，可靠性大大提高。
2. 控制系统结构简单，外部线路简化。
基于PLC的病床呼叫器控制系统设计病床呼叫器是一种用于病房或养老院等医疗机构的紧急呼叫装置，让病人或老年人在需要帮助时可以及时呼叫护士或护工。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于控制工业自动化系统的电子设备，它可以根据程序逻辑来控制和监视各种机器和设备。
系统组成：1.病床呼叫器：每张病床上都安装一个呼叫器按钮，病人或老人可以按下按钮发送呼叫信号。
2.中央控制器：用于接收并处理呼叫信号，并向护工发送警报信号。
3.护工接收设备：护工可以通过这个设备接收到病床呼叫器的警报信息。
系统工作原理：1.当病人或老人需要帮助时，他们可以按下病床呼叫器上的按钮，发送呼叫信号。
2.呼叫信号被病床呼叫器发送到中央控制器。
3.中央控制器接收到呼叫信号后，会判断具体是哪个病床发送了呼叫信号，并向护工接收设备发送相应的警报信号。
4.护工接收设备接收到警报信号后，会发出警报声或者显示相应的呼叫信息。
5.护工根据呼叫信息，及时前往相应的病床进行处理。
系统设计要点：1.中央控制器需要具备接收和处理多个呼叫信号的能力，可以通过编程控制来实现。
2.护工接收设备需要能够接收和显示多个病床呼叫器的警报信息，可以使用多路输入设备来实现。
3.病床呼叫器需要安装在病床上的易于患者使用的位置，按下按钮时要能够明确发送呼叫信号的病床位置。
4.系统需要具备可靠的通信能力，确保呼叫信号的传输和处理的及时性和准确性。
系统优势：1.提高了病人和老人的安全性，可以在他们需要帮助的时候迅速呼叫护工。
2.减轻了护工的工作压力，可以更加高效地响应呼叫信号。
3.可以及时记录和分析病人或老人的呼叫信息，为医疗管理提供数据支持。
总而言之，基于PLC的病床呼叫器控制系统设计可以提高病人和老人的护理质量，减轻护工工作压力，是一种有效的医疗设备控制系统。
基于PLC控制的病床呼叫系统设计摘要本课题运用PLC对病床紧急呼叫系统进行改造，通过PLC可以省去烦琐的配线，使整个程序更为简单。
随着控制系统的复杂性与微电脑的发展，我们普遍使用可编程控制器PLC来控制一些较为复杂的线路，这样既可以减少配线而且可靠性高，使用维修方便。
病床紧急呼叫系统通过PLC的改造为医院和病人之间架起一座桥梁，使病人觉得医院更方便更人性化，也使得医生对病人的治疗更及时有效。
关键字:PLC数码管七段码译码指令区间复位指令目录绪论 (1)第一章绪论 (1)1.1 病床呼叫系统在实际生活中的应用 (1)第二章病床呼叫系统的整体结构 (3)第三章 FX 系列PLC简介 (4)3.1.1 PLC的特点 (4)3.1.2 PLC的主要特点 (4)3.1.3 PLC的功能 (5)3.1.4 PLC的基本组成 (5)3.1.5 PLC的选型 (6)3.2 数码管介绍 (7)3.2.1数码管的分类 (7)3.2.2数码管的驱动方式 (7)3.2.3数码管应用 (8)3.2.4数码管的检测 (8)第四章病床呼叫系统的控制方案 (9)4.1 病床呼叫系统的工作流程 (9)4.2 I/O分配表 (9)4.3 接线图 (10)4.4 流程图 (10)4.5 梯形图 (13)4.6 指令表 (17)结论 (21)致谢 (21)参考文献 (22)第一章绪论病床呼叫系统的应用在实际生活中运用较为广泛，在医院尤为重要。
在医院病房中如果病人有什么不适或其他需要帮忙的地方就需要叫护士或医生，这时就可以按医院的病床紧急呼叫系统的按钮，医生或护士看到其值班室的灯亮，再通过数码管显示的病床号就可以快速地去病人的病房进行处理，提高了效率。
这个系统大大方便了病人，也为医院为病人治疗缩短了不必要的时间。
病床呼叫系统通过PLC的改造为医院和病人之间架起一座桥梁，使病人觉得医院更方便更人性化，也使得医生对病人的治疗更及时有效。
这次课题虽然只是简单的呼叫系统，可是我能感觉到呼叫系统的应用在实际生活中变得至关重要，也是个值得研究的课题。
毕业设计（论文）题目基于PLC的医院住院部呼叫系统设计学生姓名学号专业自动化班级指导教师吴汉梅评阅教师完成日期2016 年 5 月24 日学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。
2、不保密□√。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日目录摘要 (1)前言 (2)1 可编程控制器概述 (3)1.1 PLC的构成 (3)1.2 PLC的工作原理 (4)1.3 PLC的特点 (4)2 STEP7-Micro/WIN编程软件 (5)2.1软件介绍 (5)2.2软件与PLC的通讯 (7)3 MCGS介绍 (7)3.1 MCGS简介 (7)3.2MCGS体系结构 (7)4 住院部呼叫系统设计 (9)4.1系统设计要求 (9)4.2程序设计 (9)5硬件调试 (18)5.1 硬件接线 (18)5.2 上位机组态设计 (19)5.3联机调试 (22)6总结 (23)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)基于PLC的医院住院部呼叫系统设计学生：成瑞刚指导教师：吴汉梅（三峡大学电气与新能源学院）摘要：本文首先介绍了可编程控制器（PLC）及其应用，然后介绍了STEP7编程软件，接着进行了呼叫系统的主设计，最后是硬件调试。
基于PLC的病房智能呼叫系统研究与设计一、本文概述随着医疗科技的快速发展和智能化水平的提高，病房呼叫系统作为医院信息化建设的重要组成部分，其智能化、高效化的需求日益凸显。
传统的病房呼叫系统多采用有线电话或者简单的无线呼叫方式，存在着布线复杂、维护困难、功能单一等问题，已无法满足现代医院对病房管理的高标准要求。
研究和设计一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的病房智能呼叫系统，对于提升医院病房管理的智能化水平，提高医疗服务质量，具有重要的现实意义和应用价值。
本文首先介绍了病房呼叫系统的研究背景和意义，分析了当前病房呼叫系统存在的问题和不足之处。
详细阐述了基于PLC的病房智能呼叫系统的总体设计方案，包括系统架构、硬件选型、软件编程等方面。
在此基础上，重点探讨了PLC在病房智能呼叫系统中的应用和实现方法，包括信号采集、数据处理、控制输出等关键环节。
本文还对系统的可靠性和稳定性进行了深入的分析和研究，提出了相应的优化措施和解决方案。
通过本文的研究和设计，旨在实现一种功能强大、稳定可靠、易于维护的病房智能呼叫系统，为医院病房管理提供全新的智能化解决方案。
本系统的应用将极大地提高医院病房管理的效率和质量，提升患者的就医体验，推动医院信息化建设向更高水平迈进。
二、技术概述病房智能呼叫系统是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动化呼叫解决方案，旨在提高医院病房的管理效率和患者的呼叫响应速度。
该系统结合了现代通信技术、传感器技术和控制理论，实现了病房呼叫信号的自动采集、传输和处理，从而实现了对病房呼叫需求的快速响应。
在技术上，病房智能呼叫系统主要由PLC控制器、传感器网络、通信模块和人机界面等部分组成。
PLC控制器作为系统的核心，负责接收来自传感器的信号，并根据预设的逻辑程序进行判断和处理。
传感器网络则负责实时监测病房内的呼叫信号，如患者的按钮按下、床位传感器的变化等。
通信模块则负责将PLC控制器的处理结果传输到医护人员的接收终端，如手机、电脑等。
基于PLC设计的病床呼叫系统病床呼叫系统是医院和养老院中非常重要的设备之一，它能够让患者在有紧急情况时快速呼叫护士或其他医护人员。
基于PLC（可编程逻辑控制器）设计的病床呼叫系统具备许多优势，包括可靠性、灵活性和简单易用等。
本文将详细介绍基于PLC设计的病床呼叫系统的原理和功能。
首先，基于PLC设计的病床呼叫系统主要由PLC控制器、呼叫按钮、显示屏和声音报警器等组成。
PLC控制器是整个系统的核心，负责接收和处理来自呼叫按钮的信号，并根据设定的逻辑和规则来触发相应的操作。
呼叫按钮安装在病人床边，当病人需要帮助时，只需按下按钮即可发出呼叫信号。
显示屏用于显示护理站点和病人的详细信息，以便护理人员可以迅速了解病人的需求。
声音报警器用于引起护理人员的注意，确保病人得到及时的护理。
PLC控制器使用可编程的逻辑和规则来判断何时触发呼叫操作。
例如，当有呼叫按钮被按下时，PLC控制器会首先确认该按钮所对应的病床号码和护理站点信息。
然后，它会根据预先设定的优先级规则来确定护理人员的响应顺序。
最后，PLC控制器将触发呼叫信号，并通过显示屏和声音报警器来提醒相应的护理人员。
基于PLC设计的病床呼叫系统具有许多优势。
首先，由于PLC控制器使用可编程逻辑，因此可以灵活地根据不同的医院和养老院需求进行调整和定制。
其次，PLC控制器具有高可靠性和稳定性，可以长时间稳定地工作，避免了传统电气继电器系统易受电磁干扰和机械磨损等问题。
此外，PLC控制器可以与其他系统进行无缝集成，例如互联网和移动通信网络，实现更高级别的报警和监控功能。
此外，基于PLC设计的病床呼叫系统还可以方便地进行远程监控和管理。
通过网络连接，护理人员可以不受地理位置限制地远程监控病人的呼叫情况，并根据需要分配护理资源。
同时，医院管理人员也可以通过远程管理工具实时监控和统计呼叫信息，以便优化护理服务和资源分配。
综上所述，基于PLC设计的病床呼叫系统是一项非常实用和可靠的设备，它能够为病人提供更好的护理服务，并为医院和养老院实现现代化管理提供了可靠的基础。
课程设计(论文)基于S7-200PLC的病房呼叫系统设计BASED S7-200PLC HOSPITAL ROOM CALLSYSTEM DESIGN学生姓名李金堂学院名称信电学院学号20120502113班级12自动化专业名称电气工程及其自动化指导教师曹言敬2015年7月2日摘要信息时代的医院管理已经从传统的人管理模式，向智能化、电子化、网络化的高科技管理模式的方向迅猛发展。
“PLC病床紧急呼叫系统”可以实现对医院病房的智能化管理，可实现呼叫、求救报警、信息储存、显示等等功能。
患者在住院期间，可能会在任意时间请求医生或护士进行诊断或护理。
临床求助呼叫是传送临床信息的重要手段，病床呼叫系统是患者向值班医生或护士发出紧急呼叫的工具，要将患者的请求快速传送给值班医生或护士，并在护士站的监控中心留下准确完整的记录，提高医院和病室护理。
为了丰富病床呼叫系统的控制方式，在满足病房与护士站实时通信同时，能够方便地了解各病区的情况，实现医院对全院的病房科学化管理。
采用可编程控制器替代单片机作为核心控制件，设计实现新型智能病床呼叫系统。
实验结果表明，用可编程控制器构成的病床呼叫智能系统结构更简单，更易于推广。
本设计采用S7-200系列PLC实现控制系统的设计，并通过MCGS组态软件仿真与实物模拟实验，验证了设计方案的可行性。
关键词PLC；病房呼叫系统；梯形图；S7-200；MCGS仿真目录1 绪论 (1)1.1 PLC简介 (1)1.1.1 PLC的诞生 (1)1.1.2 PLC的发展史 (1)1.1.3 PLC的发展趋势 (2)1.2 PLC的工作原理 (3)1.2.1 PLC的主要组成部分 (3)1.2.2 P LC的扫描过程 (4)1.2.3 PLC执行程序的过程及特点 (4)2 系统硬件设计 (7)2.1 设计要求 (7)2.2 任务流程描述 (7)2.3 PLC机型选择 (8)2.3.1 PLC选型原则 (8)2.3.2 PLC技术参数 (8)2.3.3 PLC端口功能分配与接线原理图 (9)3 系统程序设计 (11)3.1 PLC控制系统梯形图程序设计 (11)3.1.1 经验设计法 (11)3.1.2 顺序控制设计法与顺序功能图 (11)3.2 梯形图程序设计 (12)4 系统调试 (13)4.1 MCGS组态软件仿真 (13)4.1.1 MCGS组态软件简介 (13)4.1.2 仿真试验过程及结果 (13)4.2 实物联机模拟 (15)4.3 设计结论 (15)5结论 (16)参考文献 (17)附录 (18)附录1 (18)附录2 (18)1绪论1.1 PLC简介可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC （Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器[1]。
以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。
提出PLC概念的是美国通用汽车公司。
PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。
根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。
1.1.1 PLC的诞生随着计算机控制技术的不断发展，可编程控制器的应用已广泛普及，成为自动化技术的重要组成。
编程控制器最先出现在美国，1968年，美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研制一种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件：（1）编程简单，可在现场修改程序；（2）维护方便，最好是插件式；（3）可靠性高于继电器控制柜；（4）体积小于继电器控制柜；（5）可将数据直接送入管理计算机；（6）在成本上可与继电器控制柜竞争；（7）输入可以是交流115V（即用美国的电网电压）；（8）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀；（9）在扩展时，原有系统只需要很小的变更；（10）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。
条件提出后，立即引起了开发热潮。
1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。
被取名为可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller）。
紧接着，美国MODICON公司也开发出同名的控制器，1971年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器。
1973年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器[1,2]。
1.1.2 PLC的发展史随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，特别是进入80年代以来，PLC已广泛地使用16位甚至32位微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，使PLC在概念、设计、性能价格比以及应用方面都有了新的突破。
这时的PLC已不仅仅是逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能，称之为可编程序控制器（Programmable Controller）更为合适，简称为PC，但为了与个人计算机（Persona1 Computer）的简称PC 相区别，一般仍将它简称为PLC（Programmable Logic Controller）。
PLC是微机技术与传统的继电器-接触器控制技术相结合的产物，其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。
根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。
继电器控制系统已有上百年历史，它是用弱电信号控制强电系统的控制方法，在复杂的继电器控制系统中，故障的查找和排除困难，花费时间长，严重地影响工业生产。
在工艺要求发生变化的情况下，控制柜内的元件和接线需要作相应的变动，改造工期长、费用高，以至于用户宁愿另外制作一台新的控制柜。
而PLC 克服了继电器-接触器控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点，并将控制器和被控对象方便的连接起来。
由于PLC 是由微处理器、存储器和外围器件组成，所以应属于工业控制计算机中的一类。
对用户来说，可编程控制器是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此如果在初步设计阶段就选用可编程控制器，可以使得设计和调试变得简单容易。
从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产。
由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。
目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。
我国从1974年也开始研制可编程序控制器，1977年开始工业应用。
目前它已经大量地应用在楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等领域，并涌现出大批应用可编程序控制器的新型设备。
掌握可编程序控制器的工作原理，具备设计、调试和维护可编程序控制器控制系统的能力，已经成为现代工业对电气技术人员和工科学生的基本要求。
1.1.3 PLC的发展趋势随着PLC应用领域日益扩大，PLC技术及其产品结构都在不断改进，功能日益强大，性价比越来越高。
（1）、在产品规模方面，向两极发展。
一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC。
以适应单机及小型自动控制的需要。
另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。
随着复杂系统控制的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展，人们对PLC的信息处理速度要求也越来越高，要求用户存储器容量也越来越大。
（2）、向通信网络化发展PLC 网络控制是当前控制系统和PLC 技术发展的潮流。
PLC 与PLC 之间的联网通信、PLC 与上位计算机的联网通信已得到广泛应用。
目前，PLC 制造商都在发展自己专用的通信模块和通信软件以加强PLC 的联网能力。
各PLC 制造商之间也在协商指定通用的通信标准，以构成更大的网络系统。
PLC 已成为集散控制系统（DCS ）不可缺少的组成部分。
（3）、向模块化、智能化发展为满足工业自动化各种控制系统的需要，近年来，PLC 厂家先后开发了不少新器件和模块，如智能I/O 模块、温度控制模块和专门用于检测PLC 外部故障的专用智能模块等，这些模块的开发和应用不仅增强了功能，扩展了PLC 的应用范围，还提高了系统的可靠性。
（4）、编程语言和编程工具的多样化和标准化多种编程语言的并存、互补与发展是PLC 软件进步的一种趋势。
PLC 厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化协议)靠拢，使PLC 的基本部件，包括输入输出模块、通信协议、编程语言和编程工具等方面的技术规范化和标准化。
1.2 PLC 的工作原理1.2.1 PLC 的主要组成部分CPU 模块：输入信号输入模块CPU 模块输出模块执行机构编程器可编程控制器图1-1 PLC 的主要组成部分CPU 模块主要由微处理器（CPU 芯片）和存储器组成。
在PLC 控制系统中，CPU 模块相当于人的大脑和心脏，它不断的采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据[3]。
I/O 模块：输入(Input)模块和输出（Output ）模块统称I/O 模块，是联系外部现场和CPU 模块的桥梁。
输入模块主要用来接受和采集输入信号，输入信号包括两类：一类是从按钮，选择开关，接近开关，光电开关等来的开关量输入信号；另一类就是由电位器，测速发电机等提供的连续变化的模拟量信号。
PLC通过输出模块控制接触器、电磁阀等执行机构，另外也可以驱动指示灯、数字显示装置等。
CPU模块的工作电压一般是5V，而其输入/输出信号电压一般较高，如DC24V和AC220V。
为防止外部引入的尖峰电压和干扰噪声损坏CPU模块，影响其正常工作，在I/O 模块中，用光电耦合器、可控硅，小型继电器等器件来隔离外部输入电路和负载。
I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。
1.2.2 PLC的扫描过程PLC有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。
在运行状态，PLC通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。
为了使PLC的输出及时响应随时变化的输入信号，用户程序不是执行了一次，而是反复不断地重复执行，直至PLC停机或切换到STOP工作状态。
除了执行用户程序之外，在每次循环中，PLC还要完成内部处理，通讯处理等工作，一次循环可分为5个阶段。
内部处理通信服务输入处理程序执行输出处理STOPRUN图1-2 PLC扫描过程图在内部处理阶段，进行PLC自检，检查内部硬件是否正常，对监视定时器（WDT）复位以及完成其它一些内部处理工作。
